耐高压双向摆线转子流量计设计与试验-农业机械学报.PDF

２０１４年 ８月 农 业 机 械 学 报 第 ４５卷 第 ８期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１４．０８．０５４ 耐高压双向摆线转子流量计设计与试验 刘　硕　丁　凡　丁　川　满在朋 （浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，杭州 ３１００２７） 摘要：设计了一种使用摆线内啮合转子为计量元件的容积式流量计。该结构流量计具有耐高压，结构简单、精度 高，大流量时压力损失小等优点。设计了摆线转子流量计样机，搭建了实验平台对其性能进行测试，给出了其流量 系数曲线，并对影响容积式流量计精度的原因进行了分析。针对产生测量误差的原因，提出了对流量系数进行线 性补偿的方法来修正计量结果。结果表明，通过修正后实验样机对 １～１００Ｌ／ｍｉｎ的流量在 ３１５ＭＰａ以下的计量 精度可达 ±０３％。 关键词：容积式流量计　摆线转子　流量系数　精度 ＋ 中图分类号：ＴＨ８１４ ２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１４）０８０３３９０８ 析，最后通过对流量系数进行补偿的方法，减小相对 　　引言 误差。 容积式流量计是流量监测仪表中精度最高的种 ［１－４］ １　摆线流量计结构原理 类之一 。然而，如今流量计研究的热点集中于 科里奥利质量流量计、电磁流量计和超声流量计等 １１　流量计结构 新兴流量计［５－１０］，对于容积式流量计的研究相对较 提出一种以摆线内啮合转子为核心部件的耐高 少。容积式流量计相对于其他流量计有测量精度 压摆线转子轮流量计结构，其结构原理如图 １所 高，稳定可靠，可以测量高粘度流体，并且对上游流 示，包含上端盖、壳体、下端盖、内外转子、转轴、磁性 速分布不敏感等优势。广泛用于液压伺服系统流量 传感器和螺钉等。其中上、下端盖与中部环形壳体 反馈、内燃机流量监测等［１１－１３］。 共同构成一个密封容腔，一对内啮合摆线齿轮在容 近年来，容积式流量计向着耐高压、低压差、小 腔内转动。摆线转子流量计中内、外转子偏心布置， 流量脉动 的方 向发展，着重于转子结构 的创 分别通过轴承安装于中轴及外壳体上。 新［１４－１７］。然而椭圆齿轮流量计存在的流量脉动大、 噪声大、生产制造成本高等固有问题依然没有解决。 德国威仕公司研制的圆柱齿轮流量计采用一对外啮 合圆柱齿轮作为计量元件，并采用差分的方法使得 ［１７］ 测量精度大幅提高 。但是该流量计会因为排量 较小而造成较大的压力损失，对被测量系统造成不 利影响。美国Ｆｌｏｗｄａｔａ公司成功研制了３叶螺旋转 子流量计，该流量计具有通流能力大、压力损失小、 图１　耐高压双向摆线转子流量计结构示意图 ［１９］ 流量脉动小的优点 ，但是高精度双螺旋转子的设 Ｆｉｇ．１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ 计制造又带来了新的困难。 ｃｙｃｌｏｉｄｒｏｔｏｒｆｌｏｗｍｅｔｅｒ 本文使用摆线内啮合转子为计量元件，设计一